ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ТЕРМОКИНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ ПЕЧЕЙ из "Общая теория печей" В случае теплопереноса а принято называть коэффициентом теплопередачи или теплоотдачи, численное значение которого зависит от ряда параметров и, в частности, от температуры. [c.26] Из уравнения (14) следует, что удельная усвоенная мощность прямо пропорциональна удельной поверхности нагрева Р/М. [c.27] В то же время чем меньше число Био, тем медленнее температура поверхности нагрева достигает заданного значения, и поэтому средняя разность температур АГ ср увеличивается. [c.28] Из теории теплопроводности следует, что при значениях числа Б4 0,25 сколько-нибудь существенной разницы температур между поверхностными и глубинными слоями материала не- возникает, и поэтому такие тела получили название тонких тел в отличие от массивных, для которых характерно возникновение ощутимой разности температур по толщине нагреваемого материала. Следует иметь в виду, что понятия тонкие и массивные тела имеют физический, а не геометрический смысл. [c.28] Массивными телами принято называть такие тела, при нагреве которых -0,25. Поскольку значения Bi могут изменяться в широких пределах, уместно ввести понятие степени массивности тела. [c.29] Можно говорить о различных способах оценки степени массивности тела. Простейшим способом является оценка по перепаду температур АТ по толщине тела, возникающему при нагреве тела. Однако данный способ применим при нагреве тела постоянным тепловым потоком, когда А7 = onst и длительность инерционного периода относительно невелика. В общем случае степень массивности Км может характеризоваться отношением времен нагрева массивного /м и тонкого тел в равных условиях. Так как форма тела влияет на величину удельной поверхности нагрева F/M, то в оценку массивности должен войти коэффициент формы тела К. [c.29] Коэффициент формы тела Ki равен для пластины, бесконечного цилиндра и шара соответственно 1, 2 и 3. [c.29] Постоянное значение а характеризует так называемый конвективный характер внешнего теплообмена. [c.30] С помощью формулы (21) можно получить число Старка 8к, которое является аналогом числа Вг. [c.31] Разность (Гм—АГ ) не что иное, как температура глубинных слоев материала, и поэтому при регулярном режиме теплопередача не зависит от температуры поверхности нагрева и при прочих равных условиях определяется температурами греющей среды и глубинных слоев материала. [c.31] При нестационарном тепловом режиме задача осложняется, однако может быть сделан качественный вывод. [c.31] Две температурные кривые на рис. 5,а характеризуют возможный случай изменения температуры поверхности Гм и глубинного слоя Гц при нагреве тела. В зависимости от степени массивности тела, но при прочих равных условиях расположение кривых может быть различным. При этом будет различной и максимальная величина перепада температур по толщине тела АГ ах. [c.32] В период выдержки теплоусвоение определяется исключительно внутренней задачей, которая накладывает ограничения на падающий тепловой поток. [c.32] Из теории теплопроводности следует, что общее время нагрева тела /н+ в с учетом времени выравнивания температур по сечению в тем меньше, чем быстрее нагревается поверхность тела до заданной температуры. Указанное иллюстрируется кривыми на рис. 5,6. [c.33] Подводя итог, можно отметить, что нагрев тонких тел лимитируется только условиями внешней задачи, нагрев же массивных тел лимитируется условиями внешней задачи лишь до момента достижения на поверхности тела заданной температуры, а в дальнейшем лимитируется условиями внутренней задачи. При этом чем больше степень массивности тела, тем легче достигается заданная температура поверхности и тем меньшую роль играет внешняя задача теплообмена. [c.33] Фундаментальным правилом конструирования печей-теплообменников является возможно большее увеличение удельной поверхности нагрева, так как только таким образом можно повлиять на условия внутренней задачи теплообмена в положительном направлении. Увеличение удельной поверхности нагрева благоприятно сказывается и на условиях внешней задачи теплообмена, хотя на последние можно также влиять через изменение величины аАГ ср. [c.33] При фазовых превращениях происходит выделение или поглощение тепла, оказывающее влияние на процесс теплопереноса. Особое значение имеют фазовые превращения, связанные с изменением агрегатного состояния материала, например явления плавления или застывания. [c.33] Процессы плавления тонких и массивных тел протекают различно. Тонкое тело начинает плавиться после того, как оно прогреется по всей толщине до температуры плавления, т. е. стадии нагрева и плавления протекают последовательно. Продолжительность стадии собственно плавления зависит от быстроты переноса тепла на поверхность плавящегося тела, необходимого для компенсации скрытой Теплоты плавления. Таким образом, учитывая как стадию нагрева, так и стадию плавления тонкого тела, можно сделать важный вывод, что плавление таких тел лимитируется внешней задачей, т. е. организацией определяющего процесса. [c.33] Этот вывод хорошо иллюстрируется кривыми, представленными на рис. 6,6. Ход кривых показывает, что суммарное аремя плавления тем меньше, чем быстрее иоверхность плавящегося тела перегревается до температуры плавления. [c.35] Вернуться к основной статье